前沿石墨烯電池領銜六大新一代電池技術

2021-02-24 電池中國


  如今,汽車的電動化在世界範圍內形成潮流,不管是傳統車企也好,「野蠻」入局的新興企業也好,都紛紛布局電動汽車市場。正如燃油車最重要的是發動機,電動汽車最重要的非電池莫屬!電動汽車行業能發展到何種程度全依賴電池技術的先進程度。

  通常我們說得最多的動力電池主要包括磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池以及三元鋰電池,這三種電池各有優缺點:

  優點:能量密度高、振實密度高。

  缺點:安全性差、耐高溫性差、壽命差、大功率放電差、元素有毒(三元鋰電池大功率充放電後溫度急劇升高,高溫後釋放氧氣極易燃燒)。

  優點:壽命長、充放電倍率大、安全性好、高溫性好、元素無害、成本低。

  缺點:能量密度低、振實密度低(體積密度)。

  優點:振實密度高、成本低。

  缺點:耐高溫性差,錳酸鋰長時間使用後溫度急劇升高,電池壽命衰減嚴重。

  儘管目前市面上不存在集「能量密度高、耐高溫低溫、循環壽命長、安全性好、成本低」於一體的電池,但科技始終在進步,近年來有許多「實驗室技術」取得了突破性進展。接下來為您盤點過去一年內的前沿電池科技,這其中也許就有未來將普及的新一代電池。(排名不分先後哦)

新型石墨烯電池充電7秒鐘續航35公裡

  有這麼一種電池,一次充電時間只需8分鐘,可行駛1000公裡……這種電池就是石墨烯電池,也被喚作「超級電池」。

  事實上,為了找到理想材料,科學家可是費盡了心思。終於,中科院研究發現,氮摻雜有序介孔石墨烯的性能表現最佳。

  優勢:實現高能量密度、高功率密度;而且還可以通過使用水基電解液,做到無毒、環保;價格低廉、安全可靠。

  但是,but,該石墨烯電池號稱充電7秒鐘,續航35公裡,可想而知對充電功率的要求會極高!

  從實驗室到工廠再到市場,它還有很遠的路要走。

自主研製的鋰硫電池達到國際領先水平

  鋰硫電池的優勢:原料儲量豐富、環境友好、成本低廉的高比能量二次電池。最接近實用化的下一代二次電池技術。

  鋰硫電池的缺陷:單質硫是絕緣性材料、電極反應活性低且易流失。

  為解決這一系列難題,大連化學物理研究所先後研製出高性能電池關鍵材料和關鍵部件,開發出大容量鋰硫電池及電池組技術。

  據第三方檢測報告顯示,該研究組研製的35Ah電池的比能量達到566Wh/kg(25℃測量),39Ah電池的比能量達到616Wh/kg(50℃測量),1kWh鋰硫電池組的比能量達到332Wh/kg。

  這是迄今世界上比能量最高的鋰硫電池和電池組。

「可呼吸」的鈉二氧化碳電池

  「可呼吸」電池的初級版本是鋰-氧氣電池:以金屬鋰作負極,正極為由碳、貴金屬或過渡金屬氧化物等構成的空氣電極,放電時從空氣中獲取氧氣,充電時再放出氧氣,因此被稱為「可呼吸」電池。

  在此基礎上,南開大學化學學院以鈉金屬片為負極,四甘醇二甲醚處理過的多壁碳納米管為正極,成功研發出「可呼吸鈉-二氧化碳電池」電池,不僅原料豐富、製備方便,同時,將二氧化碳變廢為寶,實現了資源化利用。

  優勢:鈉-二氧化碳電池具有高達1100Wh/kg的理論比能量,可循環200次而無明顯衰減,具備很好的可逆充放電活性和穩定性。

劍橋大學鋰-空氣電池:充電超2000次能量密度提高10多倍

  鋰-空氣電池一直被業界譽為「終極電池」,其能量密度能達到鋰離子電池的十倍。

  優勢:劍橋大學開發出的鋰-空氣電池模型蓄電能力約為3000Wh/kg,是現有鋰離子電池的約8倍,循環充放電上千次,首次循環充放電效率高達93%。

  不過,目前這項技術還處於實驗室階段,研究人員也表示「商品化還需要至少10年」。

半固態鋰液流電池成本僅為三分之一

  半固態電池是由美國麻省理工學院的研究人員與一家名為24M的衍生公司合作研製出的一種新型半固態液流電池。

  優勢:每單位體積傳遞的電力是傳統電池的10倍;製造成本為現有電池成本的三分之一;充電一次,電動汽車可行駛300公裡;易回收利用。

  劣勢:原理和結構與現在的電池完全不同,生產線設計、質量控制、測試標準、量產工藝這些東西都得從頭摸索。

  業內專家普遍認為,如果最後量產成功了,這個成就可與當年索尼發明鋰離子電池相提並論。

新型電池將使電池壽命提升400倍

  美國研究人員發明了一種以金納米線為材料的新型電池,可以反覆充放電數萬次。這一突破可能使生產壽命超長甚至終生無需更換的商業電池成為現實。

  納米線的優勢:結構極小,導電性極強,有很大的表面積以完成電荷的傳輸和存儲。

  納米線的缺點:極其脆弱,難以承受反覆充放電和卷繞。

  為了解決這個問題,美國加利福尼亞大學爾灣分校研究人員先為金納米線罩上一層二氧化錳外殼,然後將其卷繞在一起,置入用類似樹脂玻璃材料構成的電解質中。

  事實證明,這種設計十分穩定有效。研究人員在3個月中進行了20萬次充放電循環。沒有出現電池儲電能力下降或納米線折斷的情況。(來源:網易汽車)

相關焦點

  • 石墨烯電池到底是不是噱頭?
    石墨烯是一個熱度很高的前沿技術,其超導願景在諸多產業皆有想像空間。「石墨烯+電池」也不是多麼新穎的組合,且背負了太多的爭議,究竟是炒作,還是確有突破,仍需要落地檢驗。其實,廣汽新能源的說法,已經比較巧妙了。他們僅提到了「對於石墨烯技術的研發」,並未直接指出「石墨烯電池」,這在本質上是有區別的。關於石墨烯技術的具體應用,廣汽新能源公布的信息也相當有限。
  • 石墨烯電池成小米10至尊版最大亮點 石墨烯電池概念股有哪些
    10月23日訊,昨日,小米集團手機部總裁曾學忠科普小米10至尊版的電池技術稱,小米10至尊版應用了石墨烯技術,在120W大功率充電下,小米10至尊版電池充放電循環800次後容量≥90%。也就是說,小米10至尊紀念版使用兩年時間,電池容量仍然在90%以上,大大超出了國家推薦電池壽命標準。
  • 石墨烯電池為什麼沒有「取代」鋰電池成為電動車的電池漲見識了!
    石墨烯電池仰為什麼沒有取谷代鋰電池成為繆電動車的電池司?漲見識了 在未來的遊一段時間內,嚴石墨烯電池取全代鋰電池為電蒼動車供電的可酆能性不大。
  • 看點丨華為Mate8關於石墨烯電池的消息,忽悠了多少人?
    在今天發布的新聞中,對於華為是否使用石墨烯電池,餘承東在接受《每日經濟新聞》記者採訪時表示,華為一直在研發石墨烯技術,技術成熟度領先,但是石墨烯目前不具備商業化的條件,目前市場上沒有企業能夠量產,商業化還需要時間。該報記者從華為內部知情人士處獲悉,在華為內部石墨烯研發主要方向是手機電池和網絡基站的應用領域。
  • 真正的石墨烯電池來了?廣汽以超級快充抵禦特斯拉
    來源:第一財經原標題:真正的石墨烯電池來了? 廣汽以超級快充技術抵禦特斯拉自主新能源車企正發起新一輪「能源和技術革命」來抵禦特斯拉的猛攻,重點圍繞作為新能源汽車「心臟」的動力電池而戰。繼比亞迪推出刀片電池之後,廣汽集團旗下的廣汽新能源也在放大招,5月13日對外宣布,今年底,石墨烯電池量產研發工作終於從實驗室走向實車,廣汽新能源埃安車型將搭載相關技術成果。早在2014年,廣汽集團開啟對石墨烯技術的研發,6年來逐步掌握具有自主智慧財產權的三維結構石墨烯(3DG)材料的製備和應用技術。
  • 2021年初的電動車電池技術現狀
    其實NEDC大家可以理解為:「新歐洲駕駛周期」大家也可以稱它為「新標歐洲循環測試」。在我國,工信部在對純電動車的綜合裡程進行測試的時候,採用的就是NEDC測試標準。這一標準,主要在歐洲、中國、澳大利亞使用,雖說續航裡程和燃油車的續航基本相當,但從充電時間來說,電動汽車目前長達1個小時的充電時間,還是無法和燃油車相提並論。
  • 石墨烯電池概念股大漲 石墨烯電池概念股龍頭有哪些?
    綜投網(www.zt5.com)5月13日訊  據最新消息顯示,石墨烯電池概念股大漲,華麗家族(600503)漲停,寶泰隆(601011)股價大漲8.06%,東旭光電(000413)、方大炭素(600516)等個股也有非常不錯的表現。那麼,石墨烯電池股票都有哪些呢?下面就給大家簡單的介紹一下吧。
  • 廣汽埃安「石墨烯電池」帶來的是技術變革還是又一場營銷?
    BYD·DMi&LFP刀片電池三車發布-嗯蔚來汽車固態電池-呵廣汽埃安石墨烯電池-我勒個去相信長期關注新能源汽車與動力電池兩大板塊的汽車愛好者,對於這三個品牌代表的三個陣營是很熟悉的。比亞迪DMi系統如何節油不再贅述,在電池領域最大的亮點是超大幅度降低了製造成本,雖然業內普遍認定可以降低30%左右,但個人分析預計可以下探一半甚至更多。
  • 廣汽石墨烯電池引熱議
    上海,中國國際工業博覽會(工博會)上展示的石墨烯超級電容電池 視覺中國圖石墨烯+鋰電池≠石墨烯電池?事實上,自2014年起,廣汽集團就開始了對石墨烯技術的研發。2020年5月,廣汽埃安稱,基於廣汽集團三維結構石墨烯材料而研發的「超級快充電池」已經完成電芯、模組、電池包樣件的測試工作,並搭載整車進行了裝車大功率充電測試,電池壽命和安全性均已達到使用標準。
  • 8分鐘就能充電85%的石墨烯電池,為什麼說它是未來?
    即日,在廣汽新動力官方公布的《石墨烯技術正在走出試驗室,廣汽新動力領先搭載量產嘗試》一文中,我找到了謎底。真相, 當今5分鐘加滿一箱油與30分鐘充電80%的不同,或是可以或許擺布絕大無數人的選定。在導電、導熱、傳感、強度和比外貌積等方面,石墨烯質料具有極強的機能上風,並被寬泛用於功效質料、綠色動力、電子消息、智能終端等平臺。在新動力平臺,石墨烯質料因具有超輕品質、超高強度、超強導電性等特徵,被覺得是前進電池充電速率、推動電池技術前進的緊張介質。
  • 2020動力電池企業排行榜|動力電池|鋰離子電池|新能源汽車|磷酸鐵...
    小動力市場不可小覷區別於新能源車的動力電池,小動力電池主要提供各細分產品的動力系統,主要特點是取代原有的動力系統,譬如鉛酸、鎳氫等電池,尚有龐大潛力未被挖掘。隨著國內鋰電池產業規模化和技術的提升,對於一些電池性能要求較為嚴苛的細分市場,國內鋰電企業已能與國際企業競爭。
  • 廣汽石墨烯電池技術年底量產測試 產業鏈細分領域龍頭業績暴漲
    江蘇新冠疫苗採購價格公布 中標價格200元/支江蘇省藥品(醫用耗材)陽光採購和綜合監管平臺發布《省公共資源交易中心關於公布新型冠狀病毒疫苗採購結果的通知》,北京科興中維生物技術有限公司和北京生物製品研究所有限公司中標,中標價格均為200元/支。點評:疫情下,中國新冠疫苗市場空間廣闊。
  • A股異動|石墨烯概念股走強 石墨烯電池成小米10至尊版最大亮點
    格隆匯10月23日丨石墨烯概念股走強,玉龍股份漲近4%,天奈科技漲3.4%,中科電氣漲逾3%。 昨日,小米集團手機部總裁曾學忠科普小米10至尊版的電池技術稱,小米10至尊版應用了石墨烯技術,在120W大功率充電下,小米10至尊版電池充放電循環800次後容量≥90%。
  • 特斯拉在製造石墨烯電池?
    眾所周知,特斯拉目前採用的是鋰離子電池,電池續航、性能都挺不錯的,但相比接下來要講的石墨烯電池,但鋰離子電池只是個弟弟。石墨烯被廣泛認為是21世紀的"奇妙材料",其特性令人印象深刻:它是比銅更好的電導體,不透氣,比鋼強200倍(但輕6倍),並且幾乎完全透明。 此外,當化學成分添加到其表面時,其性質可以改變。
  • 石墨烯電池技術研究進展如何?
    只是說,從現在的成本的角度,或者技術發展的角度來說的話,我們覺得氫燃料電池應該至少在3~5年內,它很難在乘用車市場上面,去進行廣泛的量產,因為其實你可以借鑑豐田的,豐田應該是首家做氫燃料電池,現在它氫燃料電池應該技術也是比較成熟的,但是你會看到在日本,現在價格下來了之後,它A0級的車在補貼過後,可能還是要賣到30萬左右的這個價格,它跟普通的燃油車的這個價格,基本上是一倍以上。
  • 動力電池之爭
    無論是車企亦或是動力電池廠商,都想儘可能的多分一杯羹。日前,廣汽集團在互動平臺向投資者表示,目前石墨烯電池研發工作在持續進行中,預計今年底將此項技術推向實車量產測試,最終能否實現量產仍需等待實車驗證結果。
  • 新能源汽車角逐電池賽道
    與此同時,各新能源車企在電池場上的角逐成為行業新聚焦點。近日,蔚來汽車發布150kWh固態電池;智己汽車則表示將與寧德時代開展合作,搭載「摻矽補鋰」電池;廣汽埃安不甘落後,緊接著發布有關石墨烯基電池即將搭載量產的消息,電池供應商則被傳為廣州鵬輝能源科技股份有限公司(以下簡稱「鵬輝能源」)。五花八門的「新」電池瞄準新能源汽車續航1000公裡,業內質疑聲此起彼伏。
  • 實時跟蹤_【超威電池】超威電池最新消息_超威電池官網_超威電池...
    淮海車輛攜手超威電池,專為淮海電動車定製更高端的動力電池——超威聚能金電池問世,一款更耐用的動力電池。在今年2月29日,超威電池率先推出以石墨烯應用技術為核心的超威黑金高能量電池,讓黑金電池正式出現市場。那麼問題來了,什麼才是石墨烯?
  • 石墨烯電池最快年底裝車量產 六股布局良機
    充電速度堪比加油 石墨烯電池最快年底裝車量產在今年7月份的廣汽科技日上,廣汽集團亮相了其最新研發的石墨烯電池技術,充電時長被大大縮短。近日,廣汽集團對外表示:目前石墨烯電池研發工作在持續進行中,預計今年底將此項技術走向實車量產測試。
  • 特斯拉電池日,馬斯克講了個製造故事
    電池設計環節,馬斯克公開宣布了可以被命名為4680,也就是直徑46毫米,高80毫米的新電池,比現在產業界最好的2170(馬斯克認為俗稱的21700的最後一個0 沒有意義)粗了一倍多,但是能量提升五倍,動力輸出提升六倍,對整體成本降低的貢獻是14%;電池生產環節,通過完全自動化的生產,和創造性地簡化生產環節,實現了10倍的能耗降低。